ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА ЩЕПЫ

Стр 1 из 6Следующая ⇒

Федеральное государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования

Сокольский лесопромышленный

Политехнический техникум

Специальность: 250404 Технология переработки древесины

КУСОВАЯ РАБОТА

ТЕМА: ПРОЕКТ ВАРОЧНОГО ЦЕХА

СТУДЕНТА ОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ

ГРУППЫ ТП 41

ВЫПОЛНИЛ ПАЗГАЛОВ А.С.

ПРОВЕРИЛА ИСАКОВА В.С.

«_____»______________2013 г.

ЗАДАНИЕ

Для курсовой работы по дисциплине Технология переработки

Студенту 1 Y курса группы ТП -41 Пазгалову А.С.

Тема задания и исходные данные ПРОЕКТ ВАРОЧНОГО ЦЕХА

Общая часть

Ощая схема производства сульфитной целлюлозы

______________________________________________________1.2_________________________________________________________

Расчетная часть

Материальный баланс варки сульфитной целлюлозы

Материальный и тепловой расчет системы регенерации

Определение расхода пара на варку

Влияние условий варки на расход пара

2.5. _______________________________________________________

Заключение

3.1_________________________________________________________

3.2________________________________________________________

Дата выдачи задания «___»_____________2013 г.

Срок окончания «____»________________2013 г.

Преподаватель _________________В.С. Исакова

Утверждено цикловой комиссией_____________

Подпись

«___»______________2013 г.

Общая схема производства сульфитной целлюлозы

Общая схема производства сульфитной целлюлозы включает: подготовку древесины приготовление сульфитной кислоты; варку древесной щепы с кислотой в котлах под давлением 0,5—1 МПа при температуре 130—150°С ; промывку и очистку целлюлозной массы; отбелку и облагораживание целлюлозы; обезвоживание и сушку целлюлозы

В настоящее время более широкое применение для варки нашла сульфитная кислота,. Благодаря применению варочных растворов с широким интервалом значений рН (от 1 до 10) стало возможным в качестве сырья использовать все древесные породы и получать волокнистые полуфабрикаты с любыми степенью делигнификации и выходом из древесины.

Полученную в кислотном цехе сырую кислоту перекачивают в баки или цистерны для хранения. Во время хранения кислота осветляется (отстаивается от взвешенных в ней примесей: известняка, моносульфита и др.) для повышения ее стабильности.

Осветленную сырую кислоту превращают в варочную и используют для варки сульфитной целлюлозы.

Техника сульфитной варки. Варка сульфитной целлюлозы может осуществляться периодическим и непрерывным методами. Однако трудность практического осуществления непрерывной сульфитной варки до настоящего времени сохраняет преимущественно периодический характер сульфитцеллюлозного производства. Варка осуществляется в вертикальных стационарных котлах вместимостью от 160 до 400 м3, стальной корпус которых изнутри защищен кислотоупорной футеровкой. В последнее время чаще используют биметаллические котлы сварной конструкции. Порядок проведения операций при сульфитной варке аналогичен сульфатному периодическому процессу, за исключением некоторых специфических особенностей в характере их выполнения.

Загрузка котла щепой. Загрузка проводится так же, как и при сульфатном методе. Количество загруженной в котел щепы имеет исключительно важное значение, так как от этого зависит производительность котла. При естественной засыпке щепы в 1 м3 объема котла помещается от 0,33 до 0,37 м3 плотной древесины или (при влажности щепы 25 %, удельной массе еловой древесины 0,43 и объемной степени наполнения 0,35 м3/м3 котла) примерно 137 кг абсолютно сухой древесины. Для повышения степени наполнения котла применяют воздушные и паровые уплотнители щепы. Наибольшего внимания заслужили паровые уплотнители, позволяющие довести степень наполнения котла до 0,42—0,50 (примерно 170—210 кг а. с. д /м3 котла) с одновременным прогревом щепы до температуры 75—80

Наиболее простым и распространенным методом удаления воздуха является пропарка щепы паром, одновременно также повышающая плотность загрузки щепы в котел. Для пропарки применяется слегка перегретый пар с температурой не выше 160— 180 "С. Для полноты удаления воздуха температуру прогрева щепы доводят до 95—100 °С. Расход пара на пропарку составляет от 0,25 до 0,35 т на 1 т целлюлозы.

Наполнение котла кислотой. После загрузки котла щепой и пропарки, а чаще совмещая с этими операциями, в котел насосом закачивают варочную кислоту. Закачка кислоты длится 20—30 мин. В зависимости от метода обогрева котел заливают кислотой полностью под крышку (непрямой обогрев), либо оставляют свободное пространство в 5—10 м3, учитывая возможность размещения в котле конденсата пара (прямой обогрев).

Объем кислоты, заливаемой в котел, зависит от степени наполнения котла щепой. Кислота, следовательно, заполняет оставшееся свободное пространство. Если степень заполнения котла, например, 0,35 м3 плотной древесины на 1 м3, то объем кислоты, очевидно, составит 0,65 м3 на 1 м3 котла. Фактически объем кислоты в 1 м3 котла будет несколько больше, так как некоторая ее часть уже во время закачки успевает впитаться в древесину. Максимальный объем кислоты, который может быть поглощен щепой при пропитке, определяется удельной массой и влажностью древесины.

Варка. Варка условно делится на два периода: заварку — подъем температуры от начальной (50—70 °С) до 105—115°С и стоянку на этой температуре — и варку, охватывающую остальной период от подъема температуры до конечной (128—155 °С) и до завершения варочного процесса.

Температура варки —один из главнейших факторов сульфитной варки. Повышение температуры ускоряет все реакции и процессы, сопровождающие варку: пропитку, сульфонирование лигнина, гидролиз образующихся лигносульфоновых кислот, а также углеводов. При повышении температуры варки одновременно с сокращением ее продолжительности снижается выход целлюлозы одинаковой степени провара.

Вследствие более быстрой и равномерной пропитки при варке с крепкой кислотой несколько повышается выход целлюлозы и улучшаются показатели ее механической прочности.

Сульфитный метод варки предъявляет к качеству щепы высокие требования. Высокая влажность щепы требует применения крепкой кислоты, но провар целлюлозы равномерный. Пересушенная щепа дает неравномерно проваренную костричную целлюлозу. Оптимальной считается влажность щепы 25—30 %• Степень измельчения щепы при сульфитной варке является своего рода компромиссом. При малых размерах щепы улучшается пропитка и нагрев, но ухудшаются механические свойства целлюлозы как результат повреждения древесных волокон. Напротив, варка более крупной щепы дает целлюлозу с высокими прочностными свойствами, но с неравномерным проваром и повышенным содержанием непровара.

Технико-экономические показатели варки. Наиболее важными технико-экономическими показателями варки являются: удельный расход древесины, выход целлюлозы из 1 м3 котла, оборот варочного котла и его производительность, удельный расход химикатов и тепла.

Под удельным расходом понимают расход сырья, химикатов и других материалов на производство единицы продукции, за которую в целлюлозно-бумажном производстве принимается 1 т воздушносухой целлюлозы, древесной массы, бумаги или картона.

Прн одном и том же выходе целлюлозы из древесины удельный расход баланса колеблется очень сильно в зависимости от удельной массы древесины. Выход целлюлозы из древесины зависит главным образом от степени провара целлюлозы. Чем в большей степени проварена целлюлоза, тем больше расход балансов и наоборот.

Для оценки эффективности использования времени работы варочного котла большое значение имеет оборот котла брутто. Продолжительность собственно процесса варки (оборот котла нетто) от момента начала нагрева котла и до момента начала конечной сдувки перед опоражниванием котла также оказывает существенное влияние и оборот котла брутто.

Удельный расход химикатов, в частности серы, в сульфитцеллюлозном производстве колеблется от 50 до 140 кг/т в. с. целлюлозы в зависимости от многих факторов, рассмотренных ранее.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА ЩЕПЫ

4.1. Отбор проб

4.1.1. Точечные пробы массой не менее 1 кг отбирают из транспортных средств на глубине не менее 20 см от верхнего уровня щепы или через равные промежутки времени в процессе равномерной погрузки или разгрузки транспортных средств. Допускается производить отбор щепы после разгрузки на приемную площадку. Щепу на ленточном транспортере отбирают путем пересечения потока всей ширины ленты транспортера через равные промежутки времени. Точечные пробы соединяют вместе, тщательно перемешивают и методом двукратного квартования сокращают до навески массой 2,0 - 2,5 кг и взвешивают с погрешностью не более 5 г.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.1.2. Аппаратура

Весы с погрешностью взвешивания не более 5 г.

(Введен дополнительно, Изм. № 2).

4.2. Определение массовой доли коры и гнили в щепе

4.2.1. Аппаратура

Весы с погрешностью взвешивания не более 1 г.

4.2.2. Проведение испытаний

Из навески, приготовленной по п. 4.1.1, выбирают частицы, полностью состоящие из коры или гнили и щепу с частичным наличием коры и гнили. Кору и гниль отделяют от щепы, присоединяют к отобранной коре и гнили и взвешивают с погрешностью не более 1 г.

4.2.3. Обработка результатов

Массовую долю коры или гнили (X)в процентах вычисляют по формуле

где m₁- масса коры или гнили, г;

m - масса навески с корой и гнилью, г.

Результаты вычислений округляют до первого десятичного знака.

4.3. Определение массовой доли остатков на ситах анализатора

4.3.1. Аппаратура

Анализатор ситовый механический марки АЛГ-М; набор контрольных сит с отверстиями диаметром 30, 20, 10, 5 мм и поддон.

Весы с погрешностью взвешивания не более 1 г.

4.3.2. Подготовка к испытанию

При подготовке к анализу щепу, ширина которой превышает ее длину, доизмельчают вручную. Длиной щепы считают размер по направлению волокон.

4.3.3. Проведение испытаний

Набор сит устанавливают на подвижном основании анализатора. Навеску, приготовленную в соответствии с п. 4.1.1, после отбора из нее коры и гнили высыпают на верхнее сито набора. Набор сит затягивается стяжками, включают анализатор и сортируют навеску в течение 1 мин. После полной остановки анализатора остатки на ситах взвешивают с погрешностью не более 1 г.

4.3.4. Обработка результатов

Массовую долю остатков на ситах (X₁) в процентах вычисляют по формуле

где m₁- масса остатка на одном из сит, г;

т - масса навески без коры и гнили, г.

Результаты округляют до первого десятичного знака.

4.4. Определение массовой доли хвойных и лиственных пород древесины

4.4.1. Аппаратура и реактивы

Весы с погрешностью взвешивания не более 1 г.

Секундомер.

Стакан фарфоровый или стеклянный вместимостью 500 см³ по ГОСТ 1770-74.

Стакан из монель-металлической сетки или нержавеющей стали со сквозными отверстиями вместимостью 500 см³.

Пинцет.

Бумага фильтровальная по ГОСТ 12026-76.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, 12 %-ный раствор.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75, 1 %-ный раствор.

Аммиак по ГОСТ 3760-79, 1 %-ный раствор.

При отсутствии сетчатого стакана из монель-металлической сетки или нержавеющей стали допускается обработка пробы непосредственно в фарфоровом стакане.

4.4.2. Проведение испытаний

После испытаний по п. 4.3 отбирают 100 г щепы, оставшейся на сите анализатора с отверстиями диаметром 10 мм. Щепу помещают в стакан из монель-металлической сетки, который устанавливают в фарфоровый стакан и заливают 1 %-ным раствором марганцовокислого калия с таким расчетом, чтобы вся проба была покрыта раствором. Через 2 мин сетчатый стакан вынимают и промывают водой для удаления раствора. После этого пробу в течение 2 мин обрабатывают 12 %-ным раствором соляной кислоты и снова промывают. Затем щепу обрабатывают 1 %-ным раствором аммиака в течение 1 мин без промывки водой. Обработанная таким образом щепа лиственных пород приобретает пурпурно-красную окраску, а хвойных - желтую. После обработки щепу слегка отжимают фильтровальной бумагой, сортируют по цвету и взвешивают.

4.4.3. Обработка результатов

Массовую долю щепы лиственных пород (Х₂)в процентах вычисляют по формуле